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无人飞行器控制律设计与验证

共计 30 章节
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01
课程导入与无人机控制律设计全景
目标=明确无人飞行器控制律设计的对象 · 目标 · 约束与验证闭环
课程导入无人机控制律设计…
02
无人飞行器动力学建模
目标=坐标系 · 刚体运动方程 · 气动力与力矩模型
无人飞行器动力学…目标=坐标系
03
飞行品质与控制需求分析
目标=根据任务剖面提炼稳定性 · 操纵性 · 鲁棒性
飞行品质控制需求分析
04
纵向通道控制律设计
目标=俯仰角速率 · 俯仰角与速度/高度控制回路设计 · 典型PID
纵向通道控制律设…目标=俯仰角速率
05
横航向通道控制律设计
目标=滚转角 · 偏航角与侧滑控制回路设计 · 协调转弯
横航向通道控制律…目标=滚转角
06
姿态控制内环设计
目标=基于角速率反馈的姿态增稳与快速… · 执行机构饱和 · 延迟与速率限制的处理方法
姿态控制内环设计目标=基于角速率…
07
位置与轨迹控制外环设计
目标=从姿态指令到位置/速度指令的制… · 轨迹跟踪与航路点导航控制律实现
位置轨迹控制外环设计
08
多旋翼无人飞行器控制律设计
目标=悬停 · 低速机动与位置保持控制 · 电机混控
多旋翼无人飞行器…目标=悬停
09
固定翼无人飞行器控制律设计
目标=巡航 · 爬升 · 转弯与进场着陆阶段的控制律设计
固定翼无人飞行器…目标=巡航
10
垂直起降无人飞行器控制律设计
目标=过渡飞行模式切换 · 倾转/尾座式构型控制分配与模式转换过…
垂直起降无人飞行…目标=过渡飞行模…
11
控制分配与执行机构管理
目标=冗余执行机构控制分配 · 饱和约束下的伪逆与优化分配方法 · 故障重构与容错控制基础
控制分配执行机构管理
12
鲁棒控制律设计
目标=H∞ · μ综合与鲁棒PID方法在无人机控制中… · 面向模型不确定性与外界扰动的鲁棒性设…
鲁棒控制律设计目标=H∞
13
自适应与非线性控制律设计
目标=模型参考自适应 · L1自适应 · 反步法与滑模控制在无人机控制中的适用…
自适应非线性控制律设计
14
智能控制方法辅助设计
目标=神经网络 · 模糊控制与强化学习在控制律参数整定 · 补偿与决策中的辅助作用及边界
智能控制方法辅助…目标=神经网络
15
控制律离散化与机载实现
目标=连续控制律的离散化方法 · 采样周期选择 · 定点/浮点实现
控制律离散化机载实现
16
传感器与状态估计对控制律的影响
目标=IMU · GPS · 气压计
传感器状态估计对控制律…
17
控制律仿真验证环境搭建
目标=模型在环 · 软件在环与硬件在环仿真平台搭建 · 典型仿真场景
控制律仿真验证环…目标=模型
18
频域与时域验证方法
目标=Bode图 · 根轨迹 · 稳定裕度
频域时域验证方法
19
飞行试验设计与安全边界验证
目标=试验大纲 · 风险分析 · 安全边界
飞行试验设计安全边界验证
20
控制律参数整定与优化
目标=基于规则 · 基于优化与基于数据的参数整定流程 · 多目标权衡与工程化调参实践
控制律参数整定优化
21
抗风与大气扰动抑制
目标=风切变 · 阵风与湍流模型 · 扰动观测器
抗风大气扰动抑制
22
故障与异常工况下的控制律验证
目标=执行机构故障 · 传感器故障与结构损伤场景下的控制律重… · 降级模式与安全着陆策略
故障异常工况下的控制…
23
多机协同与编队控制律设计
目标=编队保持 · 避碰与协同航迹控制 · 通信约束与分布式控制结构在无人机集群…
多机协同编队控制律设计
24
任务导向的控制律综合案例
目标=针对侦察 · 巡检 · 物流或植保等真实任务
任务导向的控制律…目标=针对侦察
25
控制律适航与标准符合性验证
目标=面向适航规章与行业标准 · 梳理控制律验证证据链 · 文档体系与符合性方法
控制律适航标准符合性验证
26
模型不确定性量化与验证覆盖
目标=参数拉偏 · 气动数据库不确定性 · 蒙特卡洛与极值分析
模型不确定性量化验证覆盖
27
控制律软件在环与硬件在环测试
目标=机载软件集成 · 接口测试 · 实时性测试与故障注入
控制律软件硬件
28
飞行数据回传与迭代改进
目标=试飞数据预处理 · 系统辨识 · 控制律性能评估与基于数据的迭代优化方…
飞行数据回传迭代改进
29
控制律设计报告与验证文档
目标=设计说明 · 验证计划 · 测试报告与评审要点
控制律设计报告验证文档
30
课程综合实战与前沿展望
目标=综合运用控制律设计与验证方法完… · 并讨论学习型控制 · 自主飞行与安全认证的发展趋势
课程综合实战前沿展望